Good Robot, Bad Robot: Dark And Creepy Sides Of

Robotics, Autonomous Vehicles, And AI 1st

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The Jívaro People of the Sacred Waterfalls Michael J.

Harner

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Public Opinion and Canadian Identity Mildred A.
Schwartz

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SOCIAL AND CULTURAL STUDIES
OF ROBOTS AND AI

Good Robot,
Bad Robot
Dark and Creepy Sides of Robotics,
Autonomous Vehicles, and AI

Jo Ann Oravec
 Social and Cultural Studies of Robots and AI

Series Editors
Kathleen Richardson, Faculty of Computing, Engineering, and Media,
De Montfort University, Leicester, UK
Teresa Heffernan, Department of English, St. Mary’s University,
Halifax, NS, Canada
This is a groundbreaking series that investigates the ways in which the
“robot revolution” is shifting our understanding of what it means to be
human. With robots filling a variety of roles in society—from soldiers
to loving companions—we can see that the second machine age is
already here. This raises questions about the future of labor, war, our
environment, and even human-to-human relationships.
 Jo Ann Oravec

Good Robot, Bad

Robot
Dark and Creepy Sides of Robotics, Autonomous
Vehicles, and AI
Jo Ann Oravec
University of Wisconsin–Whitewater
Whitewater, WI, USA

ISSN 2523-8523 ISSN 2523-8531 (electronic)

Social and Cultural Studies of Robots and AI
ISBN 978-3-031-14012-9 ISBN 978-3-031-14013-6 (eBook)
https://doi.org/10.1007/978-3-031-14013-6

© The Editor(s) (if applicable) and The Author(s), under exclusive license to Springer
Nature Switzerland AG 2022
This work is subject to copyright. All rights are solely and exclusively licensed by the
Publisher, whether the whole or part of the material is concerned, specifically the rights
of translation, reprinting, reuse of illustrations, recitation, broadcasting, reproduction on
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and institutional affiliations.

Cover illustration: gremlin/Getty Images

This Palgrave Macmillan imprint is published by the registered company Springer Nature
Switzerland AG
The registered company address is: Gewerbestrasse 11, 6330 Cham, Switzerland
 This book is dedicated to my late mother, Marion Oravec, whose amazing
managerial prowess and consulting talent enhanced countless situations as
well as rescued my career many times. It also is dedicated to the work of
Professor Robert Miller, who in 1983 at the University of Wisconsin at
Madison set a pioneering direction for how robot developers,
anthropologists, and implementers would proceed in their efforts. My life
partner, Dr. Robert Reuschlein (founder of the Real Economy Institute
and Nobel Peace Prize nominee), also contributed inspiration and insights
in the long journey from first page to finished manuscript. I would like to
dedicate the book as well to Ralph Nader for his lifetime of public service
and consumer advocacy. His 1965 book Unsafe at Any Speed: The
Designed-in Dangers of the American Automobile focused attention on
technological mishaps and stimulated designers to rethink their approaches.
I attended several of his workshops, which empowered me to be proactive in
tackling large sociotechnical issues as well as human rights challenges.
The book is also dedicated to the memories of Wanda Holbrook, Robert
Williams, Umesh Ramesh Dhake, Elaine Herzberg, and so many others
killed and injured by robots and autonomous vehicles.
 Acknowledgements

I would especially like to thank everyone at Palgrave Macmillan who was

involved with this book, with Rachael Ballard and Shreenidhi Natarajan
putting in extraordinary effort. Special thanks to Professors Kathleen
Richardson, Cathrine Hasse, and Teresa Heffernan for their pioneering
research and activism initiatives as well as their leadership in the Social
and Cultural Studies of Robots and AI series, of which this book is a
part.
My affiliation with the Robert F. and Jean E. Holtz Center for
Science & Technology Studies, University of Wisconsin at Madison, has
always been a source of joy and inspiration.
Thanks also go to my colleagues in the College of Business and
Economics at the University of Wisconsin at Whitewater in the Depart-
ment of Information Technology and Supply Chain Management, espe-
cially for the efforts of John Chenoweth, Paul Ambrose, and Andrew
Ciganek, as well as the brilliant mathematics and history of science
professor Thomas Drucker. My work with the International Education
for Sustainable Development Alliance (INTESDA) has been stimulating,
with the efforts of Tim Desmond and Michael Sasaoka as wonderfully
motivating and supportive. Professor Richard Kyte of Viterbo University
has generated (and shared) many leadership and ethics insights, and Dr.
Thomas Kaczmarek of Marquette University has provided creative direc-
tions in cybersecurity studies. I’d especially like to thank my students both
at UW-Whitewater and UW-Madison for their brilliant ideas and insights.

vii
viii ACKNOWLEDGEMENTS

Any errors or omissions in this document remain clearly my own,

along with the various flights-of-fancy, delusional rantings, and dark
meanderings.
 Contents

1 Entering the Second Century of Robotics

and Intelligent Technologies: An Opening Note 1
2 Dramaturgical and Ethical Approaches to the Dark
Side: An Introduction 11
3 Negative Dimensions of Human-Robot and Human-AI
Interactions: Frightening Legacies, Emerging
Dysfunctions, and Creepiness 39
4 Love, Sex, and Robots: Technological Shaping
of Intimate Relationships 91
5 The Long Robotic Arm of the Law: Emerging Police,
Military, Militia, Security, and Other Compulsory
Robots 125
6 Gilding Artificial Lilies: Artificial Intelligence’s Legacies
of Technological Overstatement, Embellishment,
and Hyperbole 153
7 “Our Hearts Go Out to the Victim’s Family”: Death
by Robot and Autonomous Vehicle 177
8 Robo-Rage Against the Machine: Abuse, Sabotage,
and Bullying of Robots and Autonomous Vehicles 205

ix
x CONTENTS

9 The Future of Embodied AI: Containing

and Mitigating the Dark and Creepy Sides
of Robotics, Autonomous Vehicles, and AI 245

Index 277
 CHAPTER 1

Entering the Second Century of Robotics

and Intelligent Technologies: An Opening
Note

As the cases and examples in this book Good Robot, Bad Robot demon-
strate, the problem of “bad robots” may not be solved by making robots
seem more human. We may be living with robots, automated vehicles,
and other AI-related entities that many of us perceive to be “dark”
and “creepy” for many years to come. Some of these dark traits are
the result of designers’ decisions, such as the manners in which certain
robots apparently elicit fear on the part of some humans. Others are
part of the co-production efforts of their users, such as in the way that
a legally-available sex robot can often be modified to become a creepy
and malicious child sex robot. Claude Shannon (1949) was one of the
pioneers of the digital era, inventing some of its basic concepts such
as digital circuit design and information theory. He made the following
projection: “I visualize a time when we will be to robots what dogs are to
humans, and I’m rooting for the machines.” The possibility that humans
will have a low social place in relation to robots relates to another of the
major themes of this book (outlined in the next chapter), that of efforts
to construe robots as “outclassing” humans in substantial ways (Moravec,
1988). The combination of robots often acting in rogue and unpre-
dictable ways and humans themselves as feeling significantly outclassed
signals critical social and economic problems for societies (Oravec, 2019).

© The Author(s), under exclusive license to Springer Nature 1

Switzerland AG 2022
J. A. Oravec, Good Robot, Bad Robot, Social and Cultural Studies
of Robots and AI, https://doi.org/10.1007/978-3-031-14013-6_1
2 J. A. ORAVEC

Questions of how and whether robot developers, manufacturers, distrib-

utors, and implementers will exacerbate these concerns or even attempt
to gain from them opportunistically will be explored in this book.
Even when robots are functioning well for a while, there are growing
uncertainties: will the robot be hacked by someone, and not perform
its intended duties? Will I understand how the robot functions, or will
“dark patterns” lead me to interacting with the robot in a way that
disadvantages me? What should I do when my own efforts are being
compared to those of a robot in a format that disadvantages me? Who
is responsible if the robot or autonomous vehicle is involved in an acci-
dent? Answers to these questions are emerging through political and legal
actions and movements as well as social and personal interactions. Answers
are also emerging as economic conditions foster more intense and higher
numbers of interactions with robots and other autonomous entities; many
of these interactions will be compulsory, as robots patrol our communi-
ties and become our co-workers. Social media and word-of-mouth are
also playing roles in spreading and proliferating some of the positive as
well as unsettling reflections people have about robots and AI. In the
ensuing discourse, our basic concepts of what it is to function as a human
being in a particular environment are changing.

Who Might Benefit from This Book?

This book will have some practical uses for marketing, management,
educational, and technological development initiatives involving robotics
and AI. With the emergence of robotics and AI, a tremendously powerful
and malleable set of technologies is providing many kinds of opportuni-
ties for dark and creepy manifestations as well as for useful and functional
initiatives. People are becoming frightened, anxious, and humiliated by
robots and other AI-enhanced entities as well as using them capably
for entertainment and various workplace functions. Some individuals are
becoming romantically involved with them. Increasingly, we are being
compelled if not forced by corporate and governmental organizations
to deal with robots and AI entities as part of our everyday life. Many
of the reflections in the book may seem to be attempts to diminish the
hubris of developers and researchers that they can direct what users will
eventually do with their products; it relates cases of individuals manip-
ulating and abusing robots in ways that developers may not have had
in mind. The book tells a complex tale of how user co-production
 1 ENTERING THE SECOND CENTURY … 3

combines with developers’ own efforts to play large roles in high-tech

arenas involving intelligent entities. In other places, the book can seem-
ingly have a kind of diatribe against robots and AI with its emphasis on
the negative, in contrast to many approaches in which the positive aspects
are projected and emphasized (such as Donhauser, 2019). Some of the
negative aspects of these entities may indeed be used to some construed
opportunistic advantage in implementation and marketing efforts. It is
hard to write material about the negative aspects of large-scale intel-
ligent systems developments without sounding a bit conspiratorial and
even anti-technological. As an example of such a conspiratorial approach
in another field, researchers, reporters, and legal analysts have worked
to unearth apparent collusions and schemes among experts who were
entrusted with control the proliferation of opioids and related drugs in the
US and many other countries (Ausness, 2018). As in the case of opioids,
sometimes conspiracies are indeed identified and mapped in useful ways,
leading to social and legal remedies.
I am hoping that someone who has concern and anxiety about
robotics, autonomous vehicles, or AI will gain something from this book,
if only to learn that others are facing comparable problems and anxi-
eties. Whatever our levels of technical knowledge, we are increasingly
called upon to deal with stressful issues concerning robots and other
autonomous entities, with new kinds of economic challenges and social
decisions often emerging. Our jobs could incorporate the use of an
industrial or service robot, or our commutes can involve riding in an
autonomous van. Our families may be considering the purchase of a
robotic lawn mower or companion robot. We may use floor-cleaning
or lawn-mowing robots and perhaps have become quite fond of them;
studies show that more than 90% of Roomba users have a nickname
for their device (Zimmermann et al., 2021). However, we may be
worried about how the lawn mower is affecting wildlife around our home
(Rasmussen et al., 2021). Specific social instances involving robots can
leave us with lingering questions: for example, my late aunt died a couple
of years ago at the age of one hundred; I had brought a selection of
robotic toys during her last days, which I thought would be fun for her
and her care assistants to play with. She hid the toys away. Was my aunt
traumatized by the toys? I believe that my overall relationship with my
aunt was rather good, and other gift items were not hidden away in a
comparable manner. Unfortunately. I found out about her hiding the toys
in a distant closet too late to get her direct feedback. Many researchers are
4 J. A. ORAVEC

conducting research studies on issues of consumer engagement and satis-

faction with robots, however (such as Delgosha & Hajiheydari, 2021),
so my anecdote about my wonderful aunt provides only one piece of a
complex and growing puzzle.
This book might also be of value to those who are struggling to
manage workplace and community situations involving robots and AI
that are disconcerting and perhaps a bit hard to convey. For example,
I gave a talk about service robots at a technical conference a while back.
I was confronted in the middle of my exposition by an administrator who
stated that the delivery and food dispensing robots I described would not
work at his college. “The students will kick and bully them. They will
not last long,” he stated bluntly. Many of the other audience participants
agreed with him. My counter-arguments about young people enjoying
and appreciating robotics did not change anyone’s position during this
discussion. Although these two recent anecdotes in this preface cannot
be taken as anything other than one person’s narrative, the many other
cases of misapplication and abuse discussed in these pages may provide
more reason for concern. This book explores the prospects for an “anti-
robot rebellion” of sorts or other forms of “rage against the machine.”
In the near-term future, such phenomena will take their places more fully
alongside forms of human-to-human bullying, manipulation, and abuse.

The Dark Side, Conspiracy, and Science Fiction

Calling someone a “robot” is generally considered an insult in contem-
porary US culture (Rich, 2021), with connotations of inhumanity and
emotional distance. For example, clerks serving coffee at restaurant chains
have often been identified as “coffee-making robots” (Sainato, 2021),
receiving increased levels of abuse along with this designation. Some nurse
trainees are reported as stating “my greatest fear is becoming a robot”
(Clinton et al., 2018). Psychologist and Holocaust survivor Erich Fromm
wrote in The Sane Society about the perils of individuals becoming robots,
comparing that status to those of human slaves (Fromm, 1955). More
recent books have also been written with the theme of distinguishing
humans from high-tech entities, such as Jaron Lanier’s You Are Not a
Gadget: A Manifesto (2010). Fearsome robots with unsettling and even
disgusting traits are common on our television shows and movie screens.
Why, then, would we want to work with them and have them in our
homes? Why would some individuals state that we as humans are being
 1 ENTERING THE SECOND CENTURY … 5

“outclassed” by robots in many ways, as discussed in the first chapter

(Moravec, 1988, p. 100)? The contradictions and inconsistencies involved
are critical to our understanding of robots and other autonomous entities.
The efforts of marketers to ameliorate upsetting issues concerning robots
may not be sufficient to eradicate the incongruities.
Robotic initiatives have filled the thoughts and dreams of many individ-
uals for centuries, from Leonardo da Vinci’s early formulations (Moran,
2006; Rosheim, 2006) to the artistic “Wall-bot” installations of recent
years (Ferguson et al., 2017). The dark side of robotics and AI has
many dimensions, as outlined in the chapters to come; they include the
intentional uses of the entities in dysfunctional ways to some inherent
“creepiness” that may not dissipate as the years go on. The terms “dark
side” and “evil” may seem a bit harsh, but as we examine the academic
investigations, news accounts, and research scenarios of how robotics and
AI are affecting modern societies in terms of military as well as everyday
uses, they often seem appropriate. Expressions of empathy toward robots
are also commonplace, as in the years-long discourse on an artist’s
video distributed in social media portraying a tired-looking robot who
is consigned to clean up a nasty mess (Fowler, 2021). How we view
robots and AI and integrate them into our societies reveals a great deal
about ourselves as human beings as well as the character of our various
social structures. Our discourse about bringing robots and autonomous
vehicles into our lives is intersecting with personal and societal concerns
about the integration of our fellow human beings into workplaces and
communities, with themes of differences, migrations, capabilities, and
disabilities. Some of our organizational and societal discourse about
gender, racial, ethnic, and disability issues may be coded in robot- and
AI-talk. For example, the tired-looking floor-cleaning robot video was
originally intended to convey artistic messages about migration, surveil-
lance, and border control, though the discourse expanded into exchanges
about the place of robots in the social spectrum as well.
This book is not an attempt to project conspiracies and diabolical
schemes on the part of individuals who are creating and implementing
robots and AI-enhanced entities. Rather, the book attempts to identify
trends and forces that may be shaping the use of robots and AI in dysfunc-
tional ways. For example, what people can do and what robots can do
may need to be compared in some way, but setting up unfair human-
robot “contests” for marketing or demonstration purposes may damage
human wellbeing and not give us the answers we need about how to
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Glaubens noch enger verbunden. Der den Griechen eigene Drang,
überall, wo sie in fremden Ländern sich niederließen, als Lehrer ihrer
neuen Landsleute aufzutreten, empfing dadurch eine neue
Anregung. Die Schulen wurden christlich, behielten aber ihre
Richtung auf die Pflege und Verbreitung der weltlichen Wissenschaft,
getreu dem Geiste des Griechentums, bei.
Als Sitz einer Akademie sei Edessa erwähnt. Dort entstand auch eine
bedeutende Bibliothek. Vom 5. Jahrhundert etwa an wurden die
Werke des Aristoteles, sowie griechische Schriften über Medizin,
Mathematik, Astronomie usw. ins Syrische übertragen. Die Syrer sind
als die unmittelbaren Schüler der Griechen zu betrachten. Eine
nennenswerte Förderung der Wissenschaften scheint durch die Syrer
aber nicht stattgefunden zu haben. Ihr Hauptverdienst besteht darin,
daß sie die Kenntnisse und Anschauungen der Alten den Arabern
übermittelten. Die in Mesopotamien entstandenen
Nestorianerschulen blühten vom 5. bis ins 11. Jahrhundert. Und hier
war es, wo die Elemente der antiken Wissenschaft, darunter auch
diejenigen der Alchemie, den Arabern bekannt wurden, durch die sie
dann nach Spanien und darauf zu den übrigen Ländern Europas
gelangten. Durch die Beschäftigung mit chemischen Vorgängen sind
die syrischen Gelehrten Mesopotamiens vielleicht auf die Erfindung
des sogenannten griechischen Feuers gelangt, das seit dem Ende
des 7. Jahrhunderts bei Belagerungen und in Seeschlachten benutzt
wurde670.
Das griechische Feuer wurde im Jahre 678 durch einen Syrer in
Konstantinopel eingeführt und bestand vermutlich aus einer
Mischung von leichtflüchtigen Erdölen, Asphalt und gebranntem
Kalk. Letzterer bewirkte, daß sich die Masse beim Zusammentreffen
mit Wasser entzündete. Die Verwendung von Salpeter zu
Zündsätzen, Raketen usw. ist hingegen erst weit später
anzusetzen671.
Von den syrischen Handschriften, die sich mit chemischen Dingen
beschäftigen, sind noch mehrere erhalten und durch Berthelot
ihrem Inhalt nach bekannt geworden. Es gehört dahin eine
Aufzählung672 der Metalle, der sieben Erden, der zwölf als Amulette
dienenden Steine und einer Anzahl zum Färben des Glases
dienender Mineralien. Als Amulette, denen man Zauberkräfte
zuschrieb, galten z. B. der Amethyst (gegen Trunkenheit) und der
Bernstein (gegen die Gelbsucht). Eine zweite syrische Handschrift673
kann als das älteste methodische Buch über Chemie betrachtet
werden. Seine Abschnitte sind überschrieben: Die Bearbeitung des
Kupfers, des Quecksilbers, des Bleies, des Eisens usw. Die syrische
Alchemie besteht in der Hauptsache aus der Übersetzung
griechischer Quellenschriften. In der erwähnten Aufzählung finden
sich dem Namen jedes Metalls der Name eines bestimmten Planeten
und einer bestimmten Gottheit beigefügt.
Dogmatische Streitigkeiten riefen einen Gegensatz zwischen den
syrischen, an der Lehre des Bischofs Nestorios 674 festhaltenden
Christen und der Hierarchie von Alexandrien und Byzanz hervor. Die
Bedrückung, welche die in Syrien an den Schulen wirkenden
Gelehrten infolgedessen erfuhren, veranlaßte diese Männer, sich in
den persischen Christengemeinden, und zwar besonders in
Mesopotamien, niederzulassen und dort im 5. Jahrhundert neue
Pflanzstätten zu gründen675. Dadurch wurden die Nestorianer die
Vermittler zwischen dem Osten und dem Westen der alten Welt. Die
in Indien entstandenen Wissenselemente fanden nämlich in Persien
Eingang und wurden später den Arabern und durch sie Europa
übermittelt.
Als in Bagdad unter Almansur das Kalifat allen Glanz des
Morgenlandes um sich verbreitete, wurden die Nestorianer, sowie
andere griechische Gelehrte an den Hof gezogen und damit betraut,
die in ihrem Besitz befindlichen Wissensschätze ins Arabische zu
übertragen. Die mohammedanischen Machthaber scheint dabei
zuerst mehr eine Art von Sammeleifer als ein Verständnis für die
Bedeutung des Errungenen geleitet zu haben. So wird z. B.
berichtet, daß Harun al Raschid, der zur Zeit Karls des Großen
lebende Kalif aus dem Hause des Omejaden, sich von den
griechischen Kaisern alles ausgebeten habe, was ihr Land an
philosophischen Werken besaß. Die Stellung, welche die Araber
diesen Werken gegenüber einnahmen, war zunächst die blinde
Achtung gegenüber der Autorität. Wie der Koran in der Religion und
im Leben, so dienten die vorhandenen, insbesondere die
griechischen Vorbilder ihnen als unbedingte Richtschnur für das
Studium der Wissenschaften. Bei diesem Grundzug ihres Wesens war
zwar ein wesentlicher Fortschritt nicht zu erwarten, doch hatte die
von ihnen geübte Überschätzung das Gute im Gefolge, daß ihre
Literatur in erster Linie der Erhaltung der gewonnenen
Geistesschätze diente. Darauf und weniger auf dem Inhalt an
eigenen Gedanken beruht die weltgeschichtliche Bedeutung der
arabischen Literatur676.
Die Begierde, Bücher zu sammeln, war in den Ländern, in denen die
arabische Kultur aufblühte, allgemein. So gab es in Bagdad
angeblich über hundert Buchhandlungen, und viele Privatleute
besaßen größere Bibliotheken. Es entstanden sogar gelehrte
Gesellschaften, wie sie uns im Abendlande erst mit dem
Wiederaufleben der Wissenschaften zu Beginn der neueren Zeit
begegnen. Auch der Mittelstand war in den Städten bemüht, sich die
Elemente der Bildung anzueignen, für deren Ausbreitung Schulen
sorgten. Während in Rom zur Kaiserzeit etwa 30 öffentliche
Bibliotheken vorhanden waren, bestanden in Bagdad deren weit
mehr. Die Lehrer, die an den mohammedanischen Schulen wirkten,
wurden vom Staate besoldet. Legten sie ihrem Vortrage auch meist
Bücher zugrunde, so gestaltete sich der Unterricht, der meist das
theologische und das juristische Gebiet betraf, doch zu einem
belehrenden Gespräch mit den Schülern. Er befand sich also auf
einer hohen Stufe. Als weiteres Ausbildungsmittel waren
ausgedehnte Studienreisen üblich. Solche Reisen gaben wieder den
Anlaß zur Entstehung vortrefflicher geographischer Werke. Mit
offenem Blicke schildern ihre Verfasser nicht nur die
topographischen, sondern auch die klimatologischen Verhältnisse der
besuchten Länder, sowie ihre Erzeugnisse. Ja, wir besitzen arabische
Berichte, die uns sogar über den Zustand von Mainz, Fulda und
anderen deutschen Städten des frühen Mittelalters wertvolle
Aufschlüsse geben.
Auch das Interesse für mechanische Dinge war bei den Arabern
nicht gering. So übersandte, wie Einhard berichtet, Harun al
Raschid Karl dem Großen unter den zur Krönungsfeier
bestimmten Geschenken eine Wasseruhr, die ein Zeigerwerk besaß
und die Stunden dadurch ankündete, daß eine Metallkugel in ein aus
Erz gefertigtes Becken fiel677.
Tatsache ist, daß die Präzisionsmechanik bei den Arabern einen
hohen Grad der Ausbildung erreicht hatte und daß sie bei der
Herstellung von verschiedenen Arten der Wasseruhren »ein
fabelhaftes Talent an den Tag legten«678.
Nicht minder groß war die Vorliebe, welche der Sohn und Nachfolger
Haruns, der Kalif Al Mamûn, für die Wissenschaft bekundete. Er
errichtete in Bagdad eine Sternwarte und gründete in zahlreichen
Städten seines Reiches Schulen und Bibliotheken. Hatte schon
Harun eigene Übersetzer angestellt, so gründete sein Nachfolger zu
diesem Zwecke ein förmliches Institut, zu dem eine große Anzahl,
der verschiedenen Sprachen kundiger, Gelehrten vereinigt wurden.
In Syrien, Armenien und Ägypten wurden durch besondere
Abgesandte Bücher aufgekauft. Vor allem übertrug man sämtliche
Werke des Aristoteles und des Galen. Auch Euklid, Ptolemäos
und Hippokrates lernte man kennen. Selbst aus dem Persischen
und dem Indischen wurde eifrig übersetzt. Nach einem erfolgreichen
Kriege gegen den byzantinischen Kaiser legte Al-Mamûn letzterem
die Bedingung auf, ihm von sämtlichen, in den Bibliotheken des
griechischen Reiches befindlichen Werken je ein Exemplar zu
überlassen, damit diese Werke ins Arabische übertragen würden.
Darunter befand sich auch das oben erwähnte astronomische
Hauptwerk des Ptolemäos, das in der Folge Almagest genannt
wurde.

Mathematische Geographie und Astronomie

bei den Arabern.
Die Araber haben oft bewiesen, daß sie sich den Alten gegenüber
nicht bloß rezeptiv verhalten wollten. So wurde z. B. die Messung
eines Breitengrades zur Bestimmung des Erdumfanges unter Al
Mamûn wieder vorgenommen und zwar, ohne daß man sich an das
von den Griechen geschaffene Verfahren klammerte679. Ein
wesentlicher Fortschritt dem Eratosthenes gegenüber lag bei
diesem Unternehmen nämlich darin, daß die zugrunde gelegte
Strecke nicht in Tagereisen ausgedrückt, sondern in der Richtung
des Meridians mit Hilfe der Meßschnur ausgemessen wurde. Man
fand die Länge des Grades gleich 56 und bei einer zweiten Messung
gleich 562/3 arabischen Meilen680 oder gleich etwa 113040 m, woraus
sich der Erdumfang zu 40700 km berechnet.
 Abb. 50. Albirunis Bestimmung des Erdumfanges.

Albiruni (um 1000) berichtet über das eingeschlagene Verfahren

mit folgenden Worten681: »Man wähle einen Ort in einer ebenen
Wüste und bestimme dessen Breite. Dann ziehe man die Mittagslinie
und schreite längs derselben nach dem Polarstern. Miß den Weg in
Ellen. Dann miß die Breite des zweiten Ortes. Ziehe die Breite des
ersten davon ab und dividiere die Differenz durch den Abstand der
Orte in Parasangen. Das Resultat, multipliziert mit 360, ergibt den
Umfang der Erde in Parasangen.«
Von Interesse ist ein zweites Verfahren, das Albiruni zur Ermittlung
des Erdumfanges anwandte. Es besteht darin, daß man einen hohen
Berg besteigt, der sich in der Nähe des Meeres befindet, und von
hier aus durch Beobachtung des Sonnenunterganges den Winkel α,
d. h. die Depression (Abb. 50) bestimmt. Albiruni zeigt dann weiter,
wie man aus diesem Winkel und der Höhe des Berges den Radius
der Erde durch trigonometrische Rechnung ermittelt. Eine solche
Bestimmung hat er wirklich ausgeführt. Er hat in Indien einen Berg,
der 652 Ellen über das Meer emporragt, bestiegen und den Winkel
gemessen, den die nach dem Horizont gerichtete Sehlinie mit der
Horizontalen auf dem Gipfel bildet. Dieser Winkel wurde mit Hilfe des
Astrolabs gefunden und belief sich auf 34'. Aus diesem Werte und
der Höhe des Berges wurde der Radius und die Länge eines Grades
berechnet. Die Berechnung ergab für den Umfang der Erde etwa
5600 Meilen682, das sind 41550 km.
Auf Befehl des Al Mamûn, der die erwähnte Gradmessung in der
Nähe des Roten Meeres anstellen ließ, wurde auch die Schiefe der
Ekliptik mit großer Genauigkeit ermittelt. Der gefundene Wert belief
sich auf 23° 35'. Heute beträgt er 23° 27'. Die Änderung beläuft sich
also in einem Jahrhundert auf etwa 48''.
Die Astronomie fand bei den Arabern eine zusammenfassende
Bearbeitung durch den unter Al Mamûn lebenden Alfragani oder
Alfergani. Dem Werk, das Melanchthon 1537 unter dem Titel
»Alfragani rudimenta astronomiae« aus dem Nachlaß
Regiomontans herausgab, lag zwar der Almagest zugrunde, es
zeigt aber, daß sein Verfasser ein fleißiger Astronom war, der die
Methoden seiner Vorgänger zu verbessern suchte. Auch beschrieb
Alfragani die zu seiner Zeit gebrauchten astronomischen
Instrumente. Er stellte seine Beobachtungen auf der von Al Mamûn
errichteten Sternwarte an und wurde dabei häufig von dem Kalifen
unterstützt.
Alfragani wurde weit übertroffen durch den etwa ein Jahrhundert
später lebenden Al Battani (Albategnius haben ihn seine Übersetzer
genannt). Al Battani war prinzlichen Geblütes und hat sich nicht
nur um die Astronomie, sondern auch um die Einführung der
trigonometrischen Funktionen große Verdienste erworben. Seine
Beobachtungen, die er etwa von 880–910 anstellte, wurden von den
Arabern als die genauesten gepriesen. Albattani hat viele Angaben
des Ptolemäos nachgeprüft und verbessert. Das von ihm verfaßte
Werk »Über die Bewegung der Sterne« erschien in lateinischer
Übersetzung und mit Zusätzen Regiomontans im Jahre 1537. Aus
diesem Werke ist die Bezeichnung Sinus, für das Verhältnis der
halben Sehne zum Radius, in die mathematische Literatur aller
Völker übergegangen. Die mit der Anwendung der ganzen Sehnen
verknüpfte rechnerische Unbequemlichkeit, welche der Almagest
aufwies, kam damit in Fortfall. Die trigonometrischen Sätze nehmen
ferner bei Albattani mehr den Charakter für die Rechnung
bestimmter Formeln an. Aus sin α/cos α = D wird sin α = D/√(1 + D2)
berechnet und α dann in den Sinustafeln aufgefunden. Auch der
Bruch cos α/sin α wird einer Rechnung zugrunde gelegt. Bedeutet
nämlich α die Höhe der Sonne über dem Horizont und ist h die Höhe
eines Schattenmessers, l die Länge des Schattens, dann ist l/h = cos
α/sin α = ctg α; oder l = h cotg α.

Abb. 51. Trigonometrische Berechnungen.

Albattani berechnete danach die Länge von l bei einer bestimmten

Höhe von h (= 12) für α = 1°, 2°, 3° usw. Er erhielt auf diese Weise
eine kleine Tabelle für die Kotangenten der ganzen Winkel.
Die Trigonometrie erscheint als eines der Gebiete, das die Araber
nicht nur wegen ihrer Beziehung zur Astronomie, sondern auch
seiner selbst wegen mit Vorliebe angebaut haben. Auf die
Tangensfunktion mußte schon Albattani kommen, als er den Stab h
horizontal in der Wand AB befestigte und das Verhältnis der
Schattenlänge l zu der Länge des Stabes h zur Bestimmung des
Winkels α benutzte. Daß sich die Tangensfunktion zur Berechnung
von Dreiecken vorzüglich eignet, wurde bald nach Albattani
erkannt683.
 Abb. 52. Einführung der Tangensfunktion.

Ihren Höhepunkt erreichte die Trigonometrie der Araber um 1250 in

dem Werke »Über die Figur der Schneidenden«. Es wird darin das
rechtwinklige und, ausgehend vom Sinussatz, das schiefwinklige
Dreieck behandelt. Auch die Trigonometrie des schiefwinkligen
sphärischen Dreiecks wird in dem genannten Werke in den
Grundzügen entwickelt. Der weitere Ausbau der Trigonometrie, vor
allem die Formulierung des so wichtigen Cosinussatzes, erfolgte erst
einige hundert Jahre später, als im Abendlande die Wissenschaften
wieder auflebten, durch Regiomontan.
Wir haben an früherer Stelle den hohen Grad von Kunstfertigkeit
erwähnt, den die alexandrinischen Mechaniker bei der Herstellung
astronomischer Meßinstrumente, insbesondere der Astrolabien,
bewiesen. In dieser Kunst war die praktische Astronomie der Araber
derjenigen der Griechen mindestens ebenbürtig, wenn nicht gar
überlegen684. Neben den ringförmigen Astrolabien benutzten die
Araber als Meßwerkzeuge auch Quadranten und Halbkreise, ferner
parallaktische Lineale und Instrumente, welche die
trigonometrischen Funktionen, wie den Sinus und den Sinus versus,
anzeigten685. Die Einführung dieser Funktionen in die Astronomie ist
an den Namen Al Battanis (Albategnius) geknüpft, der in den
Jahren 882–910 seine Beobachtungen anstellte und Tabellen
entwarf686. Auf Grund der astronomischen Beobachtungen der
arabischen Sternwarten in Damaskus und Bagdad wurde eine
Revision der ptolemäischen Tafeln vorgenommen687.
Die Blüte der arabischen Wissenschaft war keine kurze, wie man hin
und wieder behauptet hat, denn ein Jahrhundert später begegnen
wir wieder einem hervorragenden Astronomen Ibn Junis (gestorben
1008), der in Kairo auf Befehl des Kalifen Al Hâkim wertvolle
astronomische Tafeln über die Bewegung der Sonne, des Mondes
und der Planeten anfertigte. Auch dort stand den Astronomen eine
mit großer Freigebigkeit eingerichtete Sternwarte zu Gebote. Auf
Grund der Sternverzeichnisse verstand man es, vortreffliche
Himmelsgloben aus Silber oder Kupfer anzufertigen, von denen
einige erhalten geblieben sind. Eine weitgehende Genauigkeit der
Winkelmessung suchte man dadurch zu erreichen, daß man den mit
der Gradeinteilung versehenen Instrumenten gewaltige Dimensionen
gab. So soll ein in Bagdad aufgestellter Sextant, mit dem man im
Jahre 992 die Schiefe der Ekliptik maß, einen Radius von 58 Fuß
gehabt und einzelne Sekunden angezeigt haben. Auch das
Verfahren, zum Messen der Kulmination bestimmte Instrumente fest
im Meridian aufzustellen, indem man Mauerquadranten errichtete,
treffen wir bei den Arabern. Sogar ein Instrument mit einem
Horizontalkreis, über dem zwei Quadranten drehbar angebracht
waren, findet man bei ihnen in Gebrauch. Dieses Instrument, dem
später Tychos Azimutalquadrant im wesentlichen entsprach,
ermöglichte es, von zwei Gestirnen gleichzeitig Azimut und Höhe zu
bestimmen. Jene »drehenden Quadranten« der Araber und Tychos
Instrument sind grundlegend für die Konstruktion des heutigen
Theodoliten gewesen.
Die Astronomie, die immer mehr in Astrologie ausartete, die
Mathematik und die auf geometrischer Grundlage beruhende Optik,
ferner auch die Chemie in ihrem ersten, von mystischen
Vorstellungen durchwebten Gewande, waren die Gebiete, denen sich
die Araber mit Vorliebe zuwandten. Auf diesen haben sie, zumal was
die, wenn auch nicht ihrem Ursprunge, so doch ihrer ersten
Entwicklung nach vorwiegend arabische Wissenschaft der Chemie
betrifft, anerkennenswerte Leistungen aufzuweisen.
Eine Anregung zur Beschäftigung mit der Mathematik empfingen die
Araber nicht nur durch die griechischen Schriften, die von einem
vorzugsweise für die Geometrie veranlagten Volke herrührten,
sondern in nicht geringerem Maße von den Indern, die sich durch
ihre rechnerische Begabung auszeichneten. Von den letzteren
erhielten sie, soweit die vorliegenden, noch mangelhaften Angaben
zu schließen gestatten, vermutlich auch das auf dem Stellenwert
beruhende Ziffernsystem, das wir noch heute als das arabische
bezeichnen, weil die Araber es den abendländischen Völkern
übermittelt haben. Auch die Algebra, soweit sie indischen Ursprungs
ist, erfuhr durch die Araber eine wesentliche Fortbildung.
Von den griechischen Mathematikern ist Euklid für die Entwicklung
der Mathematik bei den Arabern von großem Einfluß gewesen. Zur
Weiterentwicklung der Arithmetik wurden sie besonders durch die
Übernahme des indischen Ziffernsystems angeregt. Die indischen
Zahlzeichen verbreiteten sich übrigens schon sehr früh von
Alexandrien aus nach Rom688.
Bevor wir auf die Weiterentwicklung der Mathematik durch die
Araber näher eingehen, sei noch erwähnt, daß gegen den Ausgang
des Mittelalters das westliche Europa, wahrscheinlich gleichfalls
durch Vermittlung dieses Volkes, in den Besitz der in Ostasien
erfundenen Bussole und sehr wahrscheinlich auch des Schießpulvers
gelangt ist. Eine Nachricht über die Bussole begegnet uns in einer
chinesischen Schrift aus dem 2. Jahrhundert n. Chr. Dort wird der
Magnet als ein Stein bezeichnet, mit dem man der Nadel Richtung
gebe689. Ferner ist nachgewiesen, daß die Chinesen schon im 12.
Jahrhundert n. Chr. mit der Erscheinung der magnetischen
Deklination bekannt waren. Die betreffende Stelle der chinesischen
Literatur lautet690: »Wenn man die Spitze einer Nadel mit dem
Magnetstein bestreicht, so zeigt sie nach Süden, jedoch nicht genau,
sondern etwas nach Osten. Die Abweichung beträgt etwa 1/24 des
Kreisumfanges (also etwa 15°).«
Daß die Bussole durch den Schiffer Flavio Gioja aus Amalfi
erfunden oder in Europa bekannt geworden sei, hat sich als eine der
vielen, in der Geschichte der Wissenschaften vorkommenden
Legenden erwiesen. Es unterliegt keinem Zweifel, daß man mit dem
Gebrauche der Magnetnadel in Europa lange vor dem im 14.
Jahrhundert lebenden Gioja bekannt war. So erwähnt ein
provenzalisches, im 12. Jahrhundert entstandenes Buch691, daß der
Schiffer, wenn er weder Mond noch Sterne sehen könne, sich nach
der Magnetnadel richte. Auch in einer um 1180 entstandenen
Schrift692 heißt es, die Eisennadel erlange durch die Berührung mit
dem Magneten die Fähigkeit, nach Norden zu zeigen, was für den
Schiffer wichtig sei. Gioja gebührt vielleicht das Verdienst, daß er
die Nadel mit der Windrose verbunden und damit für den Gebrauch
geeigneter gemacht hat693. Ob die Bussole in Europa selbständig
erfunden ist oder durch die Vermittlung der Araber von Ostasien
nach dort gelangte, ließ sich bisher nicht mit Sicherheit nachweisen.
Letztere Annahme ist aber bei dem regen Handelsverkehr, den die
Länder des Islams mit Indien und China unterhielten, die
wahrscheinlichere694.
Interessant ist auch, wie sich die Anbringung der Magnetnadel
allmählich immer praktischer gestaltete. Zuerst ließ man die Nadel
schwimmen. So heißt es an einer Stelle695 in dem 1232 verfaßten
»Buche des Schatzes der Kaufleute in Kenntnis der Steine«: »Wenn
die Nacht so dunkel ist, daß die Kapitäne keinen Stern wahrnehmen
können, um sich zu orientieren, so füllen sie ein Gefäß mit Wasser
und stellen dieses im Innern des Schiffes, gegen den Wind
geschützt, auf; dann nehmen sie eine Nadel und stecken sie in einen
Strohhalm, derart, daß beide ein Kreuz bilden. Dieses werfen sie auf
das in dem erwähnten Gefäß befindliche Wasser und lassen es auf
dessen Oberfläche schwimmen. Hierauf nehmen sie einen Magneten,
nähern ihn der Wasseroberfläche und geben ihrer Hand eine
Drehung. Dabei dreht sich die Nadel auf der Wasseroberfläche; dann
ziehen sie ihre Hände plötzlich und rasch zurück, worauf die Nadel
nach zwei Punkten, nämlich Nord und Süd, zeigt.«
Die nächste Verbesserung bestand darin, daß man den Magneten
auf einer Nadel schweben ließ. Die Verbindung des Magneten mit
der Windrose, die man auf solche Weise beweglich machte, erfolgte
wahrscheinlich im 14. Jahrhundert. Seine Vollendung erhielt der
Kompaß, als ihn Cardanus (im 16. Jahrhundert) mit der nach ihm
benannten Aufhängung versah696.
Wie mit der Bussole verhält es sich wahrscheinlich auch mit dem
Schießpulver, das in China weit früher als in Europa bekannt war. Die
älteste Nachricht, welche die europäische Literatur über das Pulver
aufweist, enthält wohl das Manuskript des Marcus Graecus 697. Es
gibt an, man solle Schwefel, Kolophonium oder Kohle und Salpeter
zusammenreiben und mit dieser Mischung lange Röhren füllen.
Zünde man die Mischung dann an, so flögen die Röhren in die Luft
oder sie würden mit donnerähnlichem Knall zerplatzen.
Nach M. Graecus wurden 1 Teil Kolophonium, 1 Teil Schwefel, 6
Teile Salpeter gepulvert, mit Öl gebunden und dann in ein Rohr
gefüllt. Nach einer anderen dort mitgeteilten Vorschrift wurden 1 Teil
Schwefel, 2 Teile Linden- oder Weidenkohle und 6 Teile Salpeter
gepulvert und zur Füllung einer Art Rakete benutzt, um »fliegendes
Feuer« herzustellen698. Derartige Raketen wurden auch gegen
feindliche Schiffe geschleudert, um sie in Brand zu stecken699.

Die Rechenkunst der Araber.

Zur Beschäftigung mit der Mathematik gelangten die Araber
dadurch, daß ihnen die Schriften der Griechen und der Inder
bekannt wurden. Ptolemäos und Euklid, Apollonios, Heron und
Diophant wurden in zahlreichen arabischen Übersetzungen
verbreitet700. Welche Rolle hierbei christlich-griechische Schulen
spielten, die unter dem Einfluß der Sekte der Nestorianer in Syrien
entstanden waren, haben wir schon erwähnt. Im 8. Jahrhundert
gelangte ein Auszug aus dem Werke des Inders Brahmagupta nach
Bagdad. Dieser Auszug wurde um 820 durch Mohammed ibn
Musa Alchwarizmi einer Umarbeitung unterzogen.
Ibn Musa (ben Musa), der bekannteste arabische Mathematiker,
lebte unter Al Mamûn. Er war nicht nur an der Herausgabe
indischer Werke, sondern auch an einer Neubearbeitung der
ptolemäischen Tafeln, sowie an der erwähnten arabischen
Gradmessung beteiligt701. Ferner schrieb Ibn Musa über die
Rechenkunst und die Algebra. Ein Übersetzer des Buches über die
Rechenkunst hat aus Alchwarizmi den Namen Algorithmus
gemacht, der noch jetzt für jedes zur Regel gewordene
Rechnungsverfahren benutzt wird.
Den Ziffern wird von Ibn Musa nach indischem Vorbild ein
Stellenwert beigelegt. Übersteigt beim Addieren die Summe der
Ziffern 9, so sollen die Zehner der folgenden Stelle zugerechnet und
an der ursprünglichen Stelle nur das geschrieben werden, was unter
10 übrig ist. »Bleibt nichts übrig«, fährt Ibn Musa fort, »so setze
den Kreis (die Null), damit die Stelle nicht leer sei. Der Kreis muß sie
einnehmen, damit nicht durch das Leersein die Zahl der Stellen
vermindert und die zweite für die erste gehalten wird«702.
Ibn Musas Werk über die »Algebra« ist das erste, das diese
Bezeichnung trägt. Das Wort Algebra bedeutet soviel wie Ergänzung
und bezieht sich auf die Auflösung der Gleichungen. Das Verfahren
der Ergänzung (Algebr) besteht darin, daß man, um die negativen
Glieder aus einer Gleichung zu entfernen, auf beiden Seiten die
gleichen, positiven Werte hinzufügt.
Das Buch war weniger für den wissenschaftlichen als für den
praktischen Gebrauch bestimmt. Dies geht auch aus folgenden
Worten hervor, mit denen Ibn Musa sein Buch einleitet: »Die Liebe
zu den Wissenschaften, durch die Gott den Al Mamûn, den
Beherrscher der Gläubigen, ausgezeichnet hat, und seine
Freundlichkeit gegen die Gelehrten haben mich ermuntert, ein
kurzes Werk über Rechnungen durch Ergänzung und Reduktion zu
schreiben. Hierbei beschränke ich mich auf das Leichteste und das,
was die Menschen am meisten bei Teilungen, Erbschaften,
Handelsgeschäften, Ausmessung von Ländereien usw. gebrauchen.«
Ibn Musa unterscheidet sechs Arten von Gleichungen, die in
heutiger Schreibweise folgendermaßen lauten würden:
 bx = c
ax2 = c
x2 + bx = c
x2 = bx + c
x2 + c = bx
ax2 = bx
Für die Gleichung x2 + c = bx gibt er die Lösung:
x = b/2 ± √((b/2)2 - c).

Er erwähnt, daß die Aufgabe für den Fall, daß c > (b/2)2 unmöglich
sei. Auch die Regel de tri, und zwar nach indischen Mustern, ist in
dem Werke behandelt, das nicht nur für die arabische, sondern auch
für die Entwicklung der abendländischen Mathematik von großer
Wichtigkeit gewesen ist.

Die Ausbreitung der arabischen Wissenschaft.

Nach der Eroberung Spaniens errichteten die Araber das Kalifat zu
Cordova, das für den westlichen Teil ihres Reiches eine ähnliche
Bedeutung erhielt, wie sie Bagdad für den Osten besaß. Handel und
Gewerbe gelangten zu hoher Blüte. Prächtige Bauten entstanden.
Neue Pflanzen, vor allem die Dattelpalme, wurden verbreitet. In
Spanien war es, wo die Berührung der abendländischen Christenheit
mit der Wissenschaft des Islams vorzugsweise stattfand. Von hier
erfolgte die Wiederbelebung der gelehrten Studien in den
christlichen Ländern, die im 9. und 10. Jahrhundert die griechischen
Schriftsteller in arabischer Übersetzung und kommentiert von
arabischen Gelehrten, wie Avicenna und Averroes, kennen lernten.
Avicenna (Ibn Sina lautet sein arabischer Name) lebte von 980–
1037 in Persien. Als Philosoph schließt er sich an Alfarabi an,
welcher die platonische und die aristotelische Philosophie zu
übermitteln gesucht und der Astrologie diejenige Form gegeben hat,
die sie durch das ganze Mittelalter behielt703. Avicenna befaßte sich
besonders mit der Medizin. Was seine Zeit auf diesen Gebieten an
Kenntnissen besaß, vereinigte er in einem großen Werk, dem
Kanon704.
Die Bedeutung des Averroes (Ibn Roschd, 1120–1198) besteht
vor allem darin, daß er die Werke des Aristoteles dem arabischen
und christlichen Mittelalter zugänglich machte. Seine Verehrung für
diesen Philosophen war so groß, daß er behauptete, die Welt sei erst
durch die Geburt des Aristoteles vollständig geworden. Trotzdem
kann man Averroes eine gewisse Selbstständigkeit bei seinem
Philosophieren nicht absprechen705. Seine ganze Naturauffassung
trägt einen, man könnte fast sagen, modernen Grundzug. Gott und
die Materie sind danach ewig. Eine Schöpfung aus dem Nichts, die
beliebte Vorstellung orientalisch-christlicher Mystik, ist undenkbar.
Das Geistige ist dasjenige, was die Materie bewegt und ihre Form
bestimmt. Auch die menschliche Seele ist nichts anderes als die
formbestimmende Kraft unseres Seins. Daß die Kirche solche Lehren
als ketzerisch verwarf, läßt sich wohl denken. Es ist sogar
wahrscheinlich, daß man die Naturanschauung des Averroes, weil
sie mit den physikalischen Lehren des Aristoteles verknüpft wurde,
durch das zeitweilige Verbot der physikalischen Schriften dieses
Philosophen zu bekämpfen suchte.
Für die hohe Blüte der Wissenschaft unter der westarabischen
Herrschaft spricht auch, daß in Cordova um das Jahr 900 eine hohe
Schule mit einer Bibliothek von mehreren hunderttausend Bänden
entstand. Ähnliches wurde in anderen, unter der maurischen
Herrschaft durch Handel und Wohlstand emporblühenden Plätzen,
wie Granada, Toledo und Salamanca, geschaffen. Aus allen Teilen
des übrigen Westeuropas zogen Wißbegierige an diese Stätten,
denen man daheim nichts an die Seite zu stellen hatte. Nachdem die
Araber in Süditalien Fuß gefaßt hatten, wußte der hochsinnige
Staufenkaiser Friedrich II. auch dort arabische Weisheit wohl zu
schätzen. Auf seine Anregung wurde der Almagest nach einer
arabischen Handschrift ins Lateinische übersetzt. Den
Naturwissenschaften wandte dieser Kaiser, gleichfalls auf arabischen
Quellen, jedoch auch auf eigenen Beobachtungen fußend, ein großes
Interesse zu. So entstand sein Werk über die Jagd mit Vögeln, in
dem er an manchen Stellen den zoologischen Betrachtungen eine
anatomische Begründung zu geben wußte706. Das Buch enthält eine
gute Beschreibung des Vogelskeletts, sowie eine Anatomie der
Eingeweide. Es handelt von den mechanischen Bedingungen des
Fliegens, den Wanderungen der Vögel usw. Die Anleitung zur
anatomischen Untersuchung des Vogels verdankte der Kaiser wohl
den Gelehrten der medizinischen Schule zu Salerno.
Friedrich II. soll auch als erster Herrscher die Zerlegung
menschlicher Leichen gestattet haben, weil er von der Überzeugung
durchdrungen war, daß nur dadurch eine Förderung der Heilkunde
zu erwarten sei.

Optik und Mechanik bei den Arabern.

Wie schon erwähnt, wurde neben der Mathematik und der
Astronomie besonders die auf geometrischer Grundlage beruhende
Optik von den Arabern gepflegt. Das auf diesem Gebiete teils
gesammelte, teils erworbene Wissen ist uns am vollständigsten in
dem Werke des im 11. Jahrhundert in Spanien lebenden Physikers
Alhazen (Ibn al Haitam) übermittelt worden707. Dieses Werk stand
in hohem Ansehen und verdient es, daß wir uns mit seinem Inhalt
etwas eingehender beschäftigen, um uns einen Begriff von den
damaligen Kenntnissen zu verschaffen. Zunächst handelt Alhazen
von dem Organ des Sehens. Zwar hatten sich schon die Alexandriner
mit dem Bau des Auges befaßt. Die Beschreibung, die uns Alhazen
liefert, ist jedoch die erste, die den Namen einer anatomischen
verdient. Die noch heute gebräuchlichen Bezeichnungen für die
Hauptteile des Auges, wie Humor vitreus (Glaskörper), Cornea
(Hornhaut), Retina (Netzhaut) usw. gehen auf Alhazens Optik
zurück.
Das Verhältnis von Linse und Netzhaut in seiner Bedeutung für das
Zustandekommen des Bildes zu erkennen, blieb allerdings späteren
Untersuchungen vorbehalten. Wie aus der beistehenden, der
Ausgabe Risners entnommenen Abbildung ersichtlich ist, verlegte
Alhazen die Linse in die Mitte des Auges. Dorthin sollten alle, die
vordere Wölbung des Auges senkrecht treffenden Strahlen gelangen.
Nur diese Strahlen vermitteln nach seiner Annahme das deutliche
Sehen und werden von der Linse empfunden708. Die Gesamtheit
dieser Strahlen bildet die Sehpyramide. Ihre Spitze liegt also im
Mittelpunkte des Auges, während ihre Grundfläche die Oberfläche
des gesehenen Gegenstandes ist.

Abb. 53. Alhazens Darstellung des Auges.

Im 2. Buche werden die 22 Eigenschaften untersucht, welche das

Auge an den Körpern unterscheide, nämlich Licht, Farbe,
Entfernung, Gestalt, Größe, Zahl, Bewegung, Ruhe, Durchsichtigkeit
usw.
Das Licht braucht nach Alhazens Annahme zu seiner Fortpflanzung
Zeit. Auch den optischen Täuschungen widmet er eine
Betrachtung709.
In der Behandlung der Reflexion und der Brechung, denen das Werk
der Hauptsache nach gewidmet ist, zeigt sich ein Fortschritt den
Griechen gegenüber710. Nicht nur ebene, sondern auch sphärische,
zylindrische und konische Konkav- und Konvexspiegel werden zur
Erzeugung von Bildern herangezogen und Lage und Größe der
letzteren bestimmt. Für sämtliche untersuchten Spiegel fand
Alhazen das Reflexionsgesetz bestätigt. Er kennt die Lage des
Brennpunktes, den Euklid noch in den Krümmungsmittelpunkt
verlegt hatte. Auch mit der Tatsache, daß nicht alle Strahlen in
einem und demselben Punkte vereinigt werden, zeigt sich Alhazen
vertraut. Seine Messungen an der Brennkugel führten zu dem
Ergebnis, daß bei jeder glatten, durchsichtigen Kugel aus Glas oder
einer ähnlichen Masse die Strahlen in einer Entfernung von der Kugel
vereinigt werden, die etwa ein Viertel des Durchmessers beträgt.
Selbst die Eigenschaft des Rotationsparaboloids, die vom
Brennpunkte ausgehenden Strahlen parallel zu reflektieren, wird
erörtert. In Alhazens Optik711 wird ferner auf die Erscheinung
hingewiesen, daß ein aus durchsichtigem Material verfertigtes
Kugelsegment die Gegenstände größer erscheinen läßt.

Abb. 54. Alhazen untersucht die Brechung.

Hatte Ptolemäos gefunden, daß jedem Einfallswinkel ein

bestimmter Brechungswinkel entspricht, so fügte Alhazen die
Erkenntnis hinzu, daß der einfallende und der gebrochene Strahl mit
dem Einfallslot in einer Ebene liegen. Die ältere Annahme, daß das
Verhältnis zwischen dem Einfalls- und dem Brechungswinkel ein
konstantes sei, erkennt Alhazen nur für kleine Werte als richtig an.
Bei seinen Untersuchungen über die Brechung des Lichtes bediente
er sich eines Apparates, der dem von Ptolemäos (siehe S. 265)
benutzten entspricht. Er nahm eine kreisförmige Scheibe aus Kupfer,
die einen Rand mit Gradeinteilung besaß (siehe Abb. 54). In dem
Rande befand sich eine Öffnung c. Eine zweite Öffnung (d) war in
einer nahe der Mitte der Scheibe gelegenen Platte angebracht.
Dieser Apparat wurde bis zum Mittelpunkt in die Flüssigkeit
getaucht. Fiel dann ein Lichtstrahl durch die beiden Öffnungen c und
d, so traf er die Flüssigkeit im Mittelpunkt der Scheibe, auf deren
Rand der Einfallswinkel und der Brechungswinkel abgelesen werden
konnten.
Aus der Spiegelung und der Brechung erklärt Alhazen einige
wichtige astronomische Erscheinungen. So wird die Dämmerung auf
die Reflexion des Lichtes zurückgeführt. Die Tatsache, daß die
Dämmerung nur so lange dauert, bis die Sonne sich 19° unter dem
Horizont befindet, gibt Alhazen ein Mittel an die Hand, die Höhe
unserer Atmosphäre zu bestimmen712. Es sei M, so führt er aus, die
äußerste Luftschicht, welche den Strahl SM noch zu reflektieren
vermag, und A der Ort des Beobachters. Der Winkel HMS, den der
Sonnenstrahl SM mit dem Horizont bildet, beträgt dann 19°. Nach
dem Reflexionsgesetz ist nun ∡BMC = ∡AMC. Da ferner die Summe
der drei Winkel bei M = 180° ist, so ergibt sich für den Winkel AMC
der Wert (180° - 19°)/2 = 80° 30'. Da die Seite AC = r bekannt ist,
so ist das rechtwinklige Dreieck ACM bestimmt. Die gesuchte Höhe
ergibt sich, wenn man aus den gegebenen Stücken die Hypotenuse
MC berechnet (MC = r : sin 80° 30') und davon r abzieht. MD = h
ist also = (r : sin 80° 30') - r. Diese Größe beträgt nach der
Berechnung Alhazens 52000 Schritt (5–6 Meilen), während wir
dafür 10 Meilen annehmen713.
 Abb. 55. Alhazen bestimmt die Höhe der Atmosphäre.

Gegen diese Berechnung läßt sich ein Einwand erheben, den

Alhazen selbst schon hätte machen können. Er wußte nämlich, daß
ein Lichtstrahl, der schräg in die Atmosphäre einfällt, keine gerade
Linie beschreibt, sondern, da er auf immer dichtere, das Licht in
wachsendem Maße brechende Schichten trifft, einen krummen Weg
nimmt. Diese, mit dem Namen der astronomischen Refraktion
bezeichnete Erscheinung war schon dem Ptolemäos bekannt. Man
führte sie im Altertum jedoch nicht auf die zunehmende Dichte der
Atmosphäre, sondern auf die in ihr enthaltenen Dünste zurück. Das
Funkeln der Sterne rührt nach Alhazen von raschen Änderungen in
der Atmosphäre her, während die Erscheinung, daß Mond und Sonne
in der Nähe des Horizontes abgeplattet erscheinen, aus der
astronomischen Refraktion erklärt wird.
Außer der »Optik« gibt es auch eine kleinere Abhandlung Alhazens,
in der er von der Durchsichtigkeit und über die Natur des Lichtes
handelt. Sie beginnt mit folgenden Worten714: »Die Behandlung des
‚Was‘ des Lichtes gehört zu den Naturwissenschaften. Aber die
Behandlung des ‚Wie‘, der Strahlung des Lichtes, bedarf der
mathematischen Wissenschaften wegen der Linien, auf denen sich
das Licht ausbreitet. Ebenso verhält es sich mit den durchsichtigen
Körpern, in die das Licht eindringt. Die Behandlung des ‚Was‘ ihrer
Durchsichtigkeit gehört zu den Naturwissenschaften und die
Behandlung des ‚Wie‘, der Ausbreitung des Lichtes in ihnen, zu den
mathematischen Wissenschaften.« Von Interesse sind auch die in
dieser Schrift entwickelten Ansichten über den Grad der
Durchsichtigkeit, für die es nach Alhazen keine Grenzen gibt.
Durch Alhazen wurde man besonders auf die vergrößernde Kraft
gläserner Kugelsegmente aufmerksam715. Es ist sehr wohl möglich,
daß sein Hinweis auf die Herstellung von Brillen geführt hat. Wenn
sich Alhazen auch auf die antiken Optiker stützt, so ragt er über
Ptolemäos als den letzten und bedeutendsten, den wir erwähnt
haben, doch hinaus. Während die frühere Geschichtsschreibung
Alhazen nur gering einschätzte716, ist sein Verdienst und die
Selbständigkeit, die er in vielen Teilen seiner Schriften zeigt, durch
die neuere Forschung gewürdigt worden717.
Neben der Optik wurde auch die Mechanik von den Arabern
gepflegt. So begegnen uns bei ihnen genauere Bestimmungen der
spezifischen Gewichte. Eine aus dem 12. Jahrhundert herrührende
Tabelle718 enthält folgende Werte:
Gold 19,05 (statt 19,26 nach neuerer Bestimmung ),
Quecksilber 13,56 ( » 13,59 » » » ),
Kupfer 8,66 ( » 8,85 » » » ),
Blei 11,32 ( » 11,35 » » » ),
Seewasser 1,041 ( » 1,027 » » » ),
Blut 1,033 ( » 1,045 » » » ).
Die Bestimmungen erfolgten vermittelst der Wage oder eines
Gefäßes, das die von einer gewogenen Menge des zu
untersuchenden Körpers verdrängte Menge Wassers zu finden
gestattet. Für Flüssigkeiten bediente man sich des Aräometers, das
schon die späteren Alexandriner zu diesem Zwecke benutzten719.
Die Wägungen waren schon recht genau. Bei einem Gesamtgewicht
von mehr als zwei Kilogramm wurden noch 0,06 g angezeigt720.
Diese Leistungen der Araber verdienen um so mehr Bewunderung,
wenn man bedenkt, daß zur selben Zeit das christliche Abendland
meist noch von scholastischen Zänkereien erfüllt war. So befindet
sich z. B. in dem Hauptwerk des Thomas von Aquino 721 unter
mehreren hundert Kapiteln nur ein einziges, das von den
»natürlichen Wirkungen der Dinge« handelt, während sich eine
ganze Anzahl mit der Nahrung, der Verdauung und dem Schlaf der
Engel beschäftigen. Derselbe Thomas von Aquino, den die
Scholastiker als ihren großen Meister verehrten, erklärte das Streben
nach Erkenntnis der Dinge für Sünde, soweit es nicht auf die
Erkenntnis Gottes abziele722.
 Die Chemie im arabischen Zeitalter.
Große Verdienste haben sich die Araber auch um die Entwicklung der
Chemie erworben. Zwar wurde man schon lange vor ihnen durch
hüttenmännisches und gewerbliches Schaffen mit einer Reihe
stofflicher Veränderungen vertraut. Auch empfingen zweifelsohne die
Araber die erste Anregung zu ihrer Beschäftigung mit der Chemie in
Syrien, Mesopotamien und Ägypten, wo man zahlreiche Erfahrungen
gesammelt hatte. Bei den späteren Alexandrinern und den Arabern
finden wir indes die Beschäftigung mit den stofflichen
Veränderungen losgelöst von den alltäglichen Nützlichkeitszwecken
und in den Dienst eines Strebens gestellt, das einen Ansporn verlieh,
wie es kein rein wissenschaftliches Interesse in höherem Grade
vermocht hätte.
Zahlreiche, aus dem Orient stammende, chemische Kenntnisse
gelangten durch die Araber nach Spanien. Von hier aus wurden sie
dem christlichen Abendlande übermittelt, wo sie einen besonders
günstigen Boden fanden. Seit dem 13. Jahrhundert stand
infolgedessen die alchimistische Kunst in Frankreich, in Deutschland
und in England in Blüte. Eine nicht geringe Zahl von Kenntnissen, die
sich auf das Verhalten und die Verarbeitung der Metalle beziehen,
war zweifelsohne im Abendlande selbst aus dem Altertum ins
Mittelalter hinüber gerettet worden. Man darf daher die Rolle, welche
die Araber gespielt haben, auch nicht zu hoch einschätzen. So
existiert noch heute ein Manuskript aus der Zeit Karls des
Großen 723, das den Titel »Compositiones ad tingenda« führt und
Vorschriften über das Färben von Mosaiken und Häuten, über das
Vergolden, das Löten usw. enthält. Unter den Manuskripten des 10.
Jahrhunderts ist man ferner mit einem größeren Werke über
Färberei (Mappae clavicula) bekannt geworden, das nach Berthelot
keine Spur von arabischer Beeinflussung zeigt. Die Vorschriften,
welche diese abendländischen Schriften des Mittelalters enthalten,
sind vielmehr oft wörtlich den griechischen Alchemisten entnommen.
Die Mappae clavicula enthält nämlich Vorschriften, die mit solchen
der kürzlich bekannt gewordenen antiken chemischen Urkunden (des
Leydener und des Stockholmer Papyrus, s. S. 279) wörtlich
übereinstimmen. Die frühere Meinung, daß man es in der Alchemie
ausschließlich mit einer Schöpfung der Araber zu tun habe, hat sich
somit als unhaltbar erwiesen. Trotzdem ist das Verdienst der Araber
auf dem Gebiete der Alchemie nicht gering einzuschätzen. Sie haben
diese Wissenschaft, wie sie ihnen aus dem Altertum überkommen
war, nicht nur erhalten und verbreitet, sie haben sie auch fortgeführt
und wesentlich bereichert.
Bereits im 8. und 9. Jahrhundert erlangte die arabische Literatur
über Alchemie einen bedeutenden Umfang. Etwas später haben die
schon erwähnten arabischen Gelehrten (s. S. 312) Alfarabi und
Avicenna neben vielem anderen auch über Alchemie geschrieben.
Avicenna, den spätere Alchemisten als einen ihrer Gewährsmänner
ausgaben, erklärte, Gold und Silber entständen unter dem Einfluß
des Mondes und der Sonne aus den Dünsten der Erde mit allen ihren
besonderen Eigenschaften, die kein Mensch künstlich nachzuahmen
vermöge. Auch den astrologischen Lehren gegenüber hat sich
Avicenna skeptisch verhalten724.
Über die chemischen Einzelkenntnisse der Araber erfahren wir
manches aus dem um 975 von Abu Mansur verfaßten »Buch der
pharmakologischen Grundsätze«725. Abu Mansur erwähnt z. B. die
Anwendung des Gipsverbandes bei Knochenbrüchen, ein Verfahren,
das die neuere Medizin erst im 19. Jahrhundert wieder aufnahm.
Trinkbares Wasser, heißt es an einer anderen Stelle des Buches, läßt
sich durch Destillation von Meerwasser in ähnlicher Weise bereiten,
wie man Rosenwasser destilliert.
Hatte man die Schwefelverbindungen des Arsens (Realgar und
Auripigment) schon im Altertum unterschieden, so bringt uns das
Buch Abu Mansurs eine der ersten Nachrichten über den weißen
Arsenik. Die Arsenikverbindungen werden als flüchtig und giftig,
aber als heilkräftig bezeichnet. Das Gleiche wird beim Quecksilber
hervorgehoben, das in Form von Salbe gegen Ungeziefer empfohlen
wird. Die mineralischen Säuren finden dagegen bei Abu Mansur
noch keine Erwähnung. Es ist daher wohl anzunehmen, daß sie zu
seiner Zeit noch nicht dargestellt waren. Die Salpetersäure und das
Königswasser begegnen uns in der Literatur des Mittelalters zuerst
im 13. Jahrhundert726. Diese chemischen Agentien können auch nicht
viel früher bekannt geworden sein, weil der Salpeter dem Altertum
unbekannt war und erst um 1200 durch die Araber als »Salz von
China« nach Europa gelangte. In China selbst ist dieses Salz zu
explosiven Mischungen wahrscheinlich nicht schon vor Beginn
unserer Zeitrechnung, sondern erst viel später angewendet
worden727.
Durch die Araber wurde auch der Anbau des Zuckerrohrs von Indien
nach den westlichen Kulturländern verbreitet. Das Zuckerrohr hatte
man durch den Zug Alexanders des Großen kennen gelernt. Die
Bereitung des festen Zuckers wurde erst mehrere hundert Jahre n.
Chr. erfunden728. Seit etwa 750 n. Chr. wurde das Zuckerrohr in
Ägypten angebaut. Bald nach der Entdeckung Amerikas wurde es
nach St. Domingo verpflanzt. So sehen wir, wie die Ausbreitung einer
Pflanze, die uns eine der wichtigsten organischen Verbindungen
liefert, aufs engste mit dem Gange der geschichtlichen Ereignisse
verknüpft ist.
Technisch und wissenschaftlich von großer Wichtigkeit, aber auch
von unheilvollen Folgen war die früher den arabischen Chemikern
und Ärzten zugeschriebene Entdeckung, daß sich durch Destillation
aus dem Wein der berauschende Stoff dieses Getränkes absondern
läßt. Später nannte man ihn Al-kohol und nahm ihn zum größten
Unsegen für die Menschheit unter die Arzneimittel auf729.
Insbesondere wurde der Alkohol als Vorbeugungsmittel gegen die
großen Seuchen (Pest, schwarzer Tod) betrachtet, die im Mittelalter
Europa heimsuchten.
Als der bedeutendste arabische Schriftsteller des alchemistischen
Zeitalters hat lange Zeit Geber gegolten, der während der ersten
Hälfte des 8. Jahrhunderts gelebt haben soll. Er wurde als der
Verfasser einer Anzahl Schriften genannt, die in lateinischer
Übersetzung auf uns gekommen seien730. Diese Schriften,
insbesondere das »Summa perfectionis magisterii« betitelte
Hauptwerk, sind in der Form, in der sie sich erhalten haben, im
christlichen Europa etwa seit dem 13. Jahrhundert bekannt. Nach
den Untersuchungen731 Berthelots und Steinschneiders sind
Gebers Person und seine Bedeutung in geschichtlicher Hinsicht sehr
in Dunkel gehüllt. Diejenigen arabischen Originalschriften, als deren
Verfasser er allenfalls angesehen werden kann, enthalten nämlich
wenig von dem Inhalt der später unter seinem Namen gehenden
lateinischen Übersetzungen. Eine Probe aus einer dieser Schriften
hat Berthelot mitgeteilt732. Danach handelt es sich meist um
marktschreierische Anpreisungen und unklare Darstellungen. Geber
empfiehlt in seinen Schriften, seine Mitteilungen geheim zu halten.
Er beruft sich oft auf seinen religiösen Standpunkt als Muselmann,
um dem etwaigen Verdacht, daß er übertreibe oder schwindele, zu
begegnen. Die Metalle vergleicht Geber mit lebenden Wesen, wie es
schon die alexandrinischen Alchemisten taten. Auch begegnet uns
bei ihm die Lehre, daß jedes Ding neben seinen äußeren,
erkennbaren noch geheime (okkulte) Eigenschaften habe. So sagt er
»Das Blei ist im Äußeren kalt und trocken und im Innern warm und
feucht, während das Gold warm und feucht ist im Äußern, dagegen
kalt und trocken im Innern«. Dem entspricht die Anschauung, die
uns bei Rhases begegnet, nach der das Kupfer in seinen
verborgenen Eigenschaften Silber sei. Wem es gelänge, die rote
Farbe aus dem Kupfer auszuscheiden, der führe es in das Silber, das
es seiner verborgenen Natur nach sei, zurück. Eine kurze Darstellung
des Inhalts der Pseudo-Geberschen Schriften733 wird am besten
über das Ziel und den Umfang der chemischen Kenntnisse des
späteren Mittelalters belehren, wenn sich auch, in Anbetracht der
großen Unvollständigkeit, in der die Literatur des Mittelalters
durchforscht ist, nicht sicher feststellen läßt, wieviel die Verfasser
jener Schriften selbständig gefunden und was sie früheren
Schriftstellern entlehnt haben.
Die wichtigste Tatsache, die uns in den Pseudo-Geberschen Werken
begegnet, ist die, daß man mit der Salpetersäure, der Schwefelsäure
und dem Königswasser bekannt ist, während sich das Altertum nur
im Besitz der Essigsäure befand. Die erstgenannten Säuren erhielt
man durch Erhitzen von Salzen und Salzgemischen, eine
Darstellungsart, die für die Schwefelsäure bis zur Erfindung des
englischen Verfahrens die einzige blieb. Salpetersäure erhielt man
durch Erhitzen eines Gemenges von Salpeter und Vitriol. Ein Zusatz
von Salmiak zur Salpetersäure lieferte das Königswasser, dessen
Eigenschaft, das Gold, den König der Metalle, aufzulösen, den
Alchemisten nicht entging. Die Herstellung einer solchen Lösung
hatte man lange angestrebt, weil man sich von ihr die Heilung aller
Krankheiten versprach.
Auf Grund der Kenntnis der Mineralsäuren konnte sich nun eine
Chemie entwickeln, die auf nassem Wege verfuhr, während man bis
dahin vorzugsweise eine Chemie der Schmelzprozesse betrieben
hatte. So gelangte man durch Auflösen von Silber und anderen
Metallen in Salpetersäure zum Höllenstein und vielen Salzen, welche
den Alten, wie z. B. die Salze des Quecksilbers, nicht bekannt waren.
Es bedarf kaum der Erwähnung, daß die erhaltenen Verbindungen
zunächst sehr unrein waren. Doch kannte man auch schon die
wichtigsten Verrichtungen, die auf eine Reindarstellung der
gewonnenen Präparate abzielten. Es waren dies außer der
Destillation, die man schon bei den Alexandrinern erwähnt findet,
vor allem das Umkristallisieren, die Sublimation und das Filtrieren.
Auch Wasserbäder und Öfen zu chemischem Gebrauch finden sich in
den Pseudo-Geberschen Werken beschrieben734.
Mit dem chemischen Verhalten der Metalle waren die Verfasser jener
Werke weit besser als das Altertum bekannt; sie stellten z. B. aus
den Metallen eine Reihe von Sauerstoffverbindungen her. So finden
wir bei ihnen die erste Nachricht über die Gewinnung des
Quecksilberoxyds735, einer Substanz, die in der späteren Entwicklung
der Chemie die größte Rolle gespielt hat. Nicht nur mit Sauerstoff,
sondern auch mit Schwefel wußte man die Metalle zu verbinden. Die
entstandenen Sulfide fand man schwerer als das zur Verwendung
kommende Metall, während man unrichtigerweise annahm, daß mit
der Oxydation eine Verminderung des Stoffes verbunden sei.
Auch in der Kenntnis der Verbindungen der Leichtmetalle war man in
dieser Periode einen Schritt weiter gekommen. Pottasche wurde
durch Verbrennen von Weinstein, Soda nach dem bis zur Einführung
des Leblancprozesses üblichen Verfahren (Einäschern von
Seepflanzen) dargestellt. Durch einen Zusatz von Kalk machte man
die Lösungen dieser beiden Salze ätzend und erhielt so Kalilauge und
Natronlauge736. Letztere dienten zur Auflösung von Schwefel, der aus
der alkalischen Lösung durch Säuren in feinster Verteilung als
Schwefelmilch wieder ausgefällt wurde737.
Die chemischen Einzelkenntnisse suchte man auch unter den
Gesichtspunkt einer Theorie (sie ist durch E. v. Lippmann in seiner
»Alchemie« als alexandrinisch nachgewiesen) zu bringen, die bei
dem damals noch herrschenden Mangel an Einsicht in den
chemischen Prozeß die Wahrheit allerdings noch gänzlich verfehlte.
Die Metalle hielt man für Gemenge von Quecksilber und Schwefel738.
Der Schwefel (Sulphur) war in den Metallen, wie in den brennbaren
Substanzen überhaupt, der Träger der Brennbarkeit. Er sollte den
Metallen auch die Farbe verleihen. Mercurius (Quecksilber) dagegen
galt als derjenige Grundbestandteil, der die Schmelzbarkeit, den
Glanz und die Dehnbarkeit bedingte. Unter dem Sulphur und dem
Mercurius der Alchemisten muß man sich indessen nicht den
gemeinen Schwefel und das gewöhnliche Quecksilber vorstellen.
Diese Elemente bestanden nur vorwiegend aus Sulphur,
beziehungsweise Mercurius, waren aber nicht damit identisch. Der
gemeine Schwefel und der Sulphur der Alchemisten verhielten sich
vielmehr zueinander etwa wie die Steinkohle und das Element
Kohlenstoff. In den edlen Metallen sollte Mercurius überwiegen.
Durch Abänderung des Verhältnisses dieser vermeintlichen
Bestandteile konnten die Metalle ineinander übergeführt werden. So
nahm das Kupfer eine Stelle zwischen Gold und Silber ein. Es mußte
sich daher leicht in das eine oder in das andere umwandeln lassen.
Durch Erhitzen mit Galmei739 wurde es dem Golde, durch
Zusammenschmelzen mit Arsenik dem Silber angenähert. Die auf
solche Weise herbeigeführte Änderung der roten Farbe in Gelb und
Weiß hielt man für den Beginn des Überganges in ein anderes
Metall740. Zinn war reiner und enthielt mehr Mercurius als Blei. Daß
letzteres sich durch Zusatz von Quecksilber in Zinn umwandeln lasse,
galt als Tatsache. Bei allem weiteren Herumprobieren verfolgte man
das Ziel, zunächst einen Stoff herzustellen, mit dem die
Metallverwandlung völlig gelingen sollte. Diesen hypothetischen Stoff
nannte man den Stein der Weisen. Die späteren Alchemisten des
christlichen Abendlandes legten ihm die wunderbarsten Wirkungen
bei. Da sie, wie auch die späteren arabischen Alchemisten im
wesentlichen den gleichen, soeben entwickelten Ansichten huldigten
und da zunächst auch keine bedeutende Vermehrung der
Einzelkenntnisse stattfand, so kann von einem nennenswerten
Fortschritt der Chemie im weiteren Verlaufe dieser Periode kaum die
Rede sein. Vielmehr fand zwischen den beiden
Pseudowissenschaften, der Alchemie und der Astrologie, eine immer
größere Verschmelzung unter gleichzeitiger Durchtränkung mit
mystischen Elementen statt.
Die Frage, woher das in den Pseudo-Geberschen Schriften
enthaltene Wissen stammt, das uns in ihnen gegen das Ende des 13.
Jahrhunderts »in völliger Vollendung und demnach als das Ergebnis
einer längeren Entwicklung« entgegentritt, gehört auch heute noch
zu den dunkelsten in der Geschichte der Chemie741.

Die Pflege der Naturbeschreibung und der

Heilkunde.
Wir wenden uns jetzt den Verdiensten zu, die sich die Araber um die
Erhaltung der alten naturgeschichtlichen Schriften erworben haben.
Von einem wesentlichen Fortschritt auf dem Gebiete der Zoologie
und der Botanik kann im Zeitalter dieses Volkes nicht die Rede sein,
zumal die Araber vor anatomischen Untersuchungen geradezu einen
Abscheu hegten. Auf dem Gebiete der menschlichen Anatomie
beschränkten sie sich daher ganz auf Aristoteles und Galen,
während sie sich bei der Beschäftigung mit der Tier- und
Pflanzenwelt, wie das spätere Altertum, vorzugsweise von dem
Bestreben leiten ließen, den Schatz der Heilmittel kennen zu lernen
und zu vermehren.
Von dem gleichen Standpunkt aus wandten die Araber den
Mineralien ihr Interesse zu. Ein Bild von den mineralogischen
Kenntnissen und Anschauungen der Araber erhält man aus der im
13. Jahrhundert entstandenen Kosmographie des Ibn Mahmud al
Qazwini 742. Danach entstehen die durchsichtigen Mineralien aus
Flüssigkeiten, die übrigen aus der Mischung des Wassers mit der
Erde. Das Wasser soll ebenso zu Stein werden, wie sich Wasser aus
der Luft verdichtet. »Wenn es möglich ist«, sagt Al Qazwini, »daß
das Wasser Luftform annimmt, so muß es auch möglich sein, daß es
die Form des Wassers ablegt und diejenige der Erde annimmt.« Die
Besprechung im einzelnen wird mit der Bemerkung eingeleitet, daß
nicht alle, sondern nur die wunderbarsten Eigenschaften der
Mineralien beschrieben werden sollen. Unter diesen Eigenschaften
sind vor allem Heil- und Zauberwirkungen verstanden. So heißt es
vom Bleiglanz: »Aristoteles sagt: Dies ist ein bekannter Stein, der
in vielen Gruben gewonnen wird. Es ist ein bleihaltiges Mineral; als
Augenpulver ist es gut für die Augen, es verschönt sie und beseitigt
das Fließen der Tränen.« Die Eigenschaften des Bergkristalls werden
mit folgenden Worten beschrieben: »Der Bergkristall ist eine Art
Glas, nur daß er härter ist. Die Könige benutzen Gefäße aus
Bergkristall auf Grund der Überzeugung, daß das Trinken daraus
gesund sei.«
Die Darstellung des roten Quecksilberoxyds durch längeres Erhitzen
des Quecksilbers war bekannt. Die entstehende rote Masse wurde
indessen für künstlichen Zinnober gehalten. Der natürliche Zinnober
entstehe dagegen durch die Vereinigung von Quecksilber und
Schwefel im Innern der Erde. Unter den Eigenschaften des Alauns
wird erwähnt, daß er Blutungen zum Stillstand bringe. Weiter heißt
es: »Wenn die Färber ein Kleid färben wollen, tauchen sie es zuvor
in Alaun. Die Farbe geht dann nie wieder weg.« Besondere
Zauberkräfte wurden dem Amethyst beigelegt: »Das ist ein Stein,
der das Feuer auslöscht, wenn er darin liegt. Legt man ihn unter die
Zunge und trinkt ein berauschendes Getränk darüber weg, so
steigen die Dünste nicht zu Kopf, und man wird nicht betrunken.«
Interessant ist, daß das Bohren mit Diamanten schon Erwähnung
findet. Die Werkleute befestigen nach Al Qazwini Stücke des
Diamanten an den Rand des Bohrers und bohren damit die harten
Steine. Mit einem auf geeignete Weise gefaßten Diamanten dringt
ferner der Arzt in die Harnröhre ein, um steinige Konkretionen zu
zerbröckeln. Vom Magneten wird berichtet: »Im indischen Ozean
befindet sich eine Insel aus diesem Mineral. Wenn die Schiffe in die
Nähe gelangen und etwas an ihnen aus Eisen ist, so fliegt es wie ein
Vogel fort und heftet sich an den Magneten.« Die Kosmographie Al
Qazwinis gestattet auch einen Einblick in die zoologischen
Kenntnisse und Anschauungen der Araber. Auch auf diesem Gebiete
sind die letzteren im wesentlichen nur die Vermittler zwischen dem
Altertum und der neueren Zeit gewesen. Selbständige Leistungen
und neue Auffassungen lassen sich in den auf uns gekommenen
arabischen Schriften zoologischen Inhalts kaum nachweisen, wenn
es auch an einzelnen zutreffenden Bemerkungen nicht fehlt. So sagt
Al Qazwini an einer Stelle, jedes Tier besitze die Glieder, die zu
seinem Körper stimmen und solche Gelenke, welche zu seinen
Bewegungen passen. Auch sei die Haut so beschaffen, wie es der
Schutz der Tiere erfordere.
Die Einzelkenntnis der Tierformen erhielt durch die Araber eine
bedeutende Erweiterung, da sich ihre Forschungsreisen nach China,
Südasien, Ostafrika, ja selbst bis Sumatra und Java erstreckten. Wie
in den zur Zeit des Mittelalters im Abendlande entstandenen
zoologischen Schriften743, so nahmen auch in den Kosmographien
der Araber die Tierfabeln einen großen Raum ein. Die Erzählung von
dem Walfisch, der für eine Insel gehalten wird, an welcher die
Schiffe landen, begegnet uns mit der Abänderung, daß die Rolle
dieses Tieres bei den Arabern eine riesige Seeschildkröte einnimmt.
Neben den arabischen Bearbeitungen der Naturgeschichte der Tiere
sind die Übersetzungen der Werke des Aristoteles und des Galen
zu nennen. Ibn Sina (Avicenna), der zu Beginn des 11.
Jahrhunderts lebte, soll sämtliche Schriften des Aristoteles in 20
Bänden erläutert haben. Ein Kommentar zu den von Aristoteles
verfaßten Büchern über die Tiere hat sich in lateinischer Übersetzung
erhalten744. Auch Ibn Roschd (Averroes), der gleich Avicenna für
die Philosophie des Mittelalters von hervorragender Bedeutung war,
schrieb Kommentare zu den naturgeschichtlichen Schriften des
Aristoteles.
Rein botanische Werke entstanden bei den Arabern ebensowenig wie
bei den auf Theophrast folgenden griechischen Schriftstellern. Die
Pflanzenkunde verfolgte auch bei ihnen fast ausschließlich praktische
Zwecke, indem sie als Heilmittelkunde, Ackerbau oder
Gartenbaulehre auftrat. Gleichzeitig schleppte sie dabei einen immer
mehr anschwellenden, auf Nomenklatur und Synonymik
hinauslaufenden Wust philologischer Gelehrsamkeit mit sich. Von
den Schriften griechischen Ursprungs wurde besonders Dioskurides
ins Arabische übersetzt und kommentiert. Zu allgemeineren
Betrachtungen über die Pflanze hat sich wohl nur Avicenna
erhoben. Letzterer unterschied drei Stufen der Beseelung: die
Pflanzen-, die Tier- und die Menschenseele. Der Pflanzenseele
schrieb er eine ernährende, eine auf das Wachstum gerichtete und
eine erzeugende Kraft zu.
Unter den auf Landwirtschaft bezüglichen arabischen Schriften ist
das Werk von Ibn Alawwâm zu nennen, von dem noch mehrere
vollständige Handschriften vorhanden sind. Es entstand im 12.
Jahrhundert in Spanien und handelt vom Boden, von der Düngung
und der Bewässerung, ferner von der Baumzucht, vom Getreide- und
vom Gartenbau745. Am genauesten wird über die Baumzucht
berichtet. Zahlreiche Arten der Veredelung werden beschrieben und
zum Teil durch Abbildungen erläutert. Ein besonderer Abschnitt
handelt von dem Alter der Bäume. Viele, die Pflanzen und ihre
Verbreitung betreffenden Mitteilungen finden sich auch in der
umfangreichen geographischen Literatur der Araber zerstreut.
Im 14. Jahrhundert ragt das Reisewerk Ibn Batutas, das
demjenigen Marco Polos an die Seite gestellt werden kann,
hervor746. Sein Verfasser bereiste nicht nur die Mittelmeerländer,
sondern gelangte auch nach Indien und China. Es wird manche
Pflanze der bereisten Länder beschrieben und ihre Verwendung
gewürdigt. Doch hat Ibn Batuta seine Kenntnisse mehr auf den
Marktplätzen als in der freien Natur gesammelt, so daß der
botanische Inhalt des Werkes dem geographischen gegenüber an
Bedeutung zurücktritt.
Endlich ist noch zu erwähnen, daß im Anschluß an die Chemie und
die Botanik auch die Heilkunde bei den Arabern eifrig gefördert
wurde. Sie knüpften dabei an die ihnen von den Griechen (Galen)
und von den Indern übermittelten Kenntnisse an. Was sie neu
schufen, war insbesondere die Pharmazie, die im 8. Jahrhundert, in
enger Verbindung mit der Chemie, in den arabischen Ländern zuerst
als selbständige Wissenschaft aufkam747. Auch auf den Gebieten der
Krankenpflege, des Hospitalwesens und der Heilmittellehre ist
manches auf die Araber zurückzuführen. Da ihnen ihre Satzungen
die Zergliederung von Leichen verboten, blieben sie hinsichtlich der
Anatomie auf Galen angewiesen. Daß die Chirurgie bei ihnen
dennoch Fortschritte machte, ist auf indische Einflüsse
zurückzuführen. Die Bearbeitung, welche Galens Schriften durch
Ibn Sina (Avicenna) erfuhr, erschien um das Jahr 1000 unter dem
Namen des »Kanon« und blieb für das Mittelalter maßgebend, bis
Paracelsus die Werke Avicennas den Flammen übergab. Auch auf
dem Gebiete der Augenheilkunde haben sich die Araber Verdienste
erworben. Zwar fußten sie auf der von den Griechen geschaffenen
Grundlage. Doch versahen sie diesen Teil der Medizin »mit eigenen
Zutaten« und gestalteten ihn »nach eigenem Plan«748.
Nachdem die arabische Kultur ihren anregenden Einfluß auf das
christliche Abendland ausgeübt hatte, ging sie einem raschen Verfall
entgegen. Das mächtige Kalifat von Bagdad löste sich in eine Anzahl
kleinerer Reiche auf. Durch den im 13. Jahrhundert daherbrausenden
mongolischen Völkerstrom wurden aber auch sie vernichtet. »Bis
heute hat sich der Orient von den Schlägen jener grausigen Zeit
noch nicht wieder erholen können749.« Ähnlich erging es der
maurischen Herrschaft in Spanien. Die kleinen Reiche
mohammedanischen Bekenntnisses, die sich dort gebildet hatten,
wurden durch die von Norden her vordringende christliche
Bevölkerung unterjocht. Dadurch wurde über die blühende Halbinsel
zunächst der Fluch der Verödung gebracht. Die fanatische
Zerstörungswut, welche die ersten Christen, wie auch die Araber im
Beginn ihrer Laufbahn an den Schätzen der Wissenschaft ausließen,
schien wieder aufgelebt zu sein. Als nach der Vereinigung von
Kastilien und Aragon Granada fiel, ging z. B. die dortige große
Bibliothek mit ihren Hunderttausenden von Bänden in Flammen auf,
ein unersetzlicher Verlust, da sie zahlreiche arabische Ausgaben der
alten Schriftsteller enthielt. Nach der durch die Mongolen
herbeigeführten Vernichtung der arabischen Kultur in Vorderasien
fand die arabische Wissenschaft zwar Zufluchtsstätten in Syrien und
in Ägypten. Die arabische Literatur bildete aber seitdem kein Ganzes
mehr, sondern sie fristete nur noch in den einzelnen Ländern ein
Sonderdasein750. Die Astronomie sank zu einer Art Küsterdienst an
den Moscheen herab. Die Naturwissenschaften endeten in
Zauberspuk und Spielereien. Schließlich gerieten Syrien und Ägypten
in die Hände der osmanischen Sultane. Ein Glück war es noch
immerhin, daß die Osmanen während der Blüte ihrer Herrschaft im
Gegensatz zu den sinnlos wütenden Mongolen die Pflege der
geistigen Güter nicht vernachlässigten. Muhammed, der Eroberer
Konstantinopels, hat sich sogar eingehender mit wissenschaftlichen
Dingen beschäftigt. Doch hatte damals der Orient schon längst die
Führung auf den Gebieten des geistigen Lebens an den Occident,
vor allem an Italien, abgetreten.
Indessen nicht nur die Befehdung durch andere Staaten brachte die
Entwicklung der arabischen Kultur zum Stillstand. Es fehlte ihr
vielmehr, gleich allen übrigen, dem Orient entsprungenen älteren
Kulturen, an innerer Kraft, um dauernd Neues aus sich
hervorzubringen. So kam es, daß mit dem Nachlassen des
arabischen Einflusses gegen das Ende des Mittelalters der Orient
aufhörte, in der allgemeinen Geistesentwicklung eine Rolle zu
spielen. Die Führung ging vielmehr um jenen Zeitpunkt auf das
Abendland mit seinen in Italien, Deutschland, England und